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關(guān)于電動(dòng)單梁起重機(jī)主梁的預(yù)制上拱度
起重機(jī)主梁制作時(shí)要設(shè)置上拱度，用以補(bǔ)償主梁自重引起的撓度，以減小小車(chē)運(yùn)行阻力。JB/T 1306—2008《電動(dòng)單梁起重機(jī)》第4.6.2 條規(guī)定“主梁***大上拱度應(yīng)位于跨度中部S/10 范圍內(nèi)，未做靜載試驗(yàn)前，主梁上拱度F 推薦值為（1/1 000 ～ 1.4/1 000）S”，第4.3.2條規(guī)定主梁做靜載試驗(yàn)后，“主梁實(shí)際上拱度不應(yīng)小于0.8S/1 000”。
對(duì)通用橋式起重機(jī)而言，GB/T 14405—2011《通用橋式起重機(jī)》第5.3.9 條規(guī)定主梁做靜載試驗(yàn)后，主梁上拱度值“不應(yīng)小于0.7S/1 000”，且標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)前主梁上拱度數(shù)值未做規(guī)定。
電動(dòng)單梁起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)單梁）工作級(jí)別比通用橋式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)橋機(jī)）低，且主梁自重輕，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容對(duì)比，單梁行標(biāo)對(duì)主梁的要求比橋機(jī)國(guó)標(biāo)對(duì)主梁的要求要高。
文獻(xiàn)[3] 對(duì)橋架型起重機(jī)上拱度的由來(lái)、重要性及控制值進(jìn)行了研究，提出了保留上拱度是有益的，并“建議當(dāng)S ＞ 20 m 時(shí)，取S/1 000 作為上拱度的上限值，取消下限的要求，針對(duì)不同機(jī)型，具體設(shè)計(jì)制造由廠家和用戶(hù)共同商討確定”。
文獻(xiàn)[4] 闡述了靜剛度設(shè)計(jì)各影響因素，認(rèn)為主梁塑性變形大時(shí)，小車(chē)爬坡度將會(huì)更大，對(duì)于新設(shè)備，則存在設(shè)備驗(yàn)收不合格的風(fēng)險(xiǎn)。
文獻(xiàn)[5] 認(rèn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 22986：2007 和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3811—2008，提出“以定位精度對(duì)橋式起重機(jī)的靜態(tài)剛性和控制系統(tǒng)完善程度的要求，完全放棄與工作級(jí)別的聯(lián)系，使得定位精度、靜態(tài)剛性、控制系統(tǒng)完善程度的相關(guān)性既不明確也不直觀”，提出通過(guò)建立定位精度、靜態(tài)剛性和控制系統(tǒng)相關(guān)完善程度的相關(guān)聯(lián)系，為橋式起重機(jī)的剛性設(shè)計(jì)提供新途徑。
文獻(xiàn)[6] 對(duì)橋式起重機(jī)上拱度的由來(lái)、曲線和影響進(jìn)行了分析，認(rèn)為“橋式起重機(jī)主梁的上拱度對(duì)主梁結(jié)構(gòu)本身和小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)不會(huì)造成實(shí)質(zhì)的影響”。以上均是對(duì)起重機(jī)問(wèn)題的整體研究，未對(duì)某一類(lèi)具體結(jié)構(gòu)的起重機(jī)上拱度進(jìn)行研究。文中將對(duì)單梁起重機(jī)主梁上拱度問(wèn)題進(jìn)行一定的研究與探討。
1 橋機(jī)主梁上拱度要求的變化
現(xiàn)行的《通用橋式起重機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)為2011 版，代替1993 版。1993 版中第4.6.1 條規(guī)定“主梁應(yīng)有上拱，跨中上拱度為（0.9/1 000 ～ 1.4/1 000）S”，起重機(jī)在經(jīng)過(guò)靜載試驗(yàn)后， “ 主梁實(shí)際上拱度不應(yīng)小于0 . 8 S / 1 000”。此處要求與現(xiàn)行單梁標(biāo)準(zhǔn)要求相同，均要求了主梁制作時(shí)的上拱度數(shù)值。
依據(jù)起重機(jī)標(biāo)委會(huì)出版的《GB/T 14405—2011 和GB/T 14406—2011< 通用橋式和門(mén)式起重機(jī)> 釋義與應(yīng)用》，該條款在審查時(shí)，所有用戶(hù)和絕大多數(shù)代表認(rèn)為：“對(duì)起重機(jī)在制造過(guò)程中的上拱度指標(biāo)可以不作具體的規(guī)定，由制造商根據(jù)企業(yè)自身的制造工藝水平進(jìn)行控制，在標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定起重機(jī)靜載試驗(yàn)后主梁的上拱度不應(yīng)小于0.7S/1 000”。可見(jiàn)，橋機(jī)此條款的修改是依據(jù)用戶(hù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，且在近幾年來(lái)的實(shí)施過(guò)程中，起重機(jī)未出現(xiàn)使用問(wèn)題。
2 單梁主梁結(jié)構(gòu)分析
單梁起重機(jī)主梁有多種結(jié)構(gòu)形式，以工字鋼做葫蘆運(yùn)行軌道的五邊形主梁結(jié)構(gòu)是目前國(guó)內(nèi)銷(xiāo)量***大的一種主梁結(jié)構(gòu)形式?，F(xiàn)以該結(jié)構(gòu)單梁作為分析對(duì)象。該單梁五邊形主梁結(jié)構(gòu)有兩種形式，U 形槽結(jié)構(gòu)和拼槽結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。
U 形槽結(jié)構(gòu)主梁有4 道主焊縫，為斜蓋板與U 形槽和工字鋼間的焊縫，焊縫位置位于主梁截面中下部；拼槽結(jié)構(gòu)主梁有6 道主焊縫，為斜蓋板與腹板和工字鋼間的焊縫以及腹板與蓋板間的焊縫，4 道焊縫位置位于主梁截面中下部，2 道焊縫位于主梁上部。故單梁主梁在正常焊接完成后，即會(huì)出現(xiàn)上拱現(xiàn)象。
橋機(jī)主梁結(jié)構(gòu)上部焊縫數(shù)量多于下部，主梁焊后易產(chǎn)生下?lián)?。故單梁主梁腹板下料做預(yù)制上拱度數(shù)值應(yīng)小于橋機(jī)主梁的要求。
3 撓度補(bǔ)償分析
五邊形主梁結(jié)構(gòu)的單梁起重機(jī)額定起重量范圍為1 t ～ 20 t，跨度范圍為4 m ～ 31.5 m。通過(guò)對(duì)所有系列起重機(jī)主梁自重產(chǎn)生的***大下?lián)蠑?shù)值計(jì)算，可得到下?lián)蠑?shù)值與相應(yīng)跨度值的一個(gè)比值，關(guān)系如圖2 所示。
1）隨著額定起重量的增大，同跨度主梁自重引起的下?lián)狭孔冃 ｋm然主梁自重增大了，但主梁截面所產(chǎn)生的影響較大；
2）同一個(gè)額定起重量下，跨度的增大使得主梁自重引起的下?lián)狭孔兇?。曲線拐點(diǎn)位置為主梁截面變化的位置；
3）所有噸位和跨度中，只有額定起重量1 t，跨度S ≥ 22 m 的范圍內(nèi)，主梁自重引起的下?lián)隙葦?shù)值在（1/1000 ～ 1.4/1 000）S 間，其余均小于標(biāo)準(zhǔn)要求的上拱度值的下限S/1 000，尤其16 t 和20 t，下?lián)蠑?shù)值要小于0.5S/1 000。
依據(jù)起重機(jī)標(biāo)委會(huì)出版的《GB/T 3811—2008< 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范> 釋義與應(yīng)用》，“橋架型起重機(jī)主梁應(yīng)作向上預(yù)拱和懸臂梁應(yīng)作向上的預(yù)翹，以抵消自重引起撓度和試驗(yàn)載荷后產(chǎn)生的殘余變形等”，單梁起重機(jī)主梁自重引起的下?lián)狭枯^小，故標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的主梁預(yù)制上拱度值有較大的余量。
4 坡道載荷及***佳預(yù)拱度值分析
GB/T 3811—2008 中規(guī)定起重機(jī)“軌道坡度不超過(guò)0.5% 時(shí)不考慮坡道載荷”。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行單梁主梁是按照垂直靜撓度f(wàn) ≤ S/750 的要求設(shè)計(jì)和驗(yàn)收的。考慮單梁主梁在無(wú)拱度的理想狀態(tài)下，主梁垂直靜撓度為S/750,如圖3 所示，軌道坡度
